“蔚海橙光”

随着海滨旅游业的快速发展，海滨浴场游客量持续增长，海面漂浮垃圾污染问题日益突出。游客环保意识薄弱及随意丢弃行为，加之传统清理方式效率低、成本高、覆盖范围有限，难以实现常态化、精细化治理。保护海洋生态、改善浴场环境、提升游客体验已成为亟需解决的重要课题。本研究基于海滨浴场实际需求，融合负压吸附、太阳能与物联网技术，设计出集自动收集、状态监测与远程管控于一体的海面垃圾清理产品。该设计注重高效、经济与可持续性，旨在为智慧化海洋环保装备创新提供解决方案。

1.设计调研与现状分析

通过对傅家庄、星海湾及夏家河子海滨浴场的实地调研发现，浴场日均客流量巨大，最高达 4 万人次，日产垃圾量超过1 吨。海面垃圾分布具有“低密度、广分散”的特点，传统人工打捞方式效率低、安全风险高、劳动强度大；大型打捞船虽容量大但成本高、机动性差；固定拦截网则存在清理不及时和误伤海洋生物等问题。在设计调研问卷及访谈显示，海滨浴场急需高效、安全、易操作且维护简便的清理设备。现有产品适应性差、智能化不足，无法解决浴场清理效率低、操作复杂和成本高等痛点。因此，本研究旨在开发一款自动化程度高、部署灵活，专为浴场低密度垃圾设计的智能清理解决方案。

2、 产品设计方案与创新内容

（1）整体结构设计

本研究提出的“蔚海橙光”海面垃圾清理产品。产品整体结构设计采用模块化设计，主要由外桶、内胆、吸水泵、太阳能电池板及智能控制系统构成。产品创造性采用负压吸附与水位差原理作为核心工作机制。启动后，水泵抽空内胆空气形成负压，与外部海水产生水位差，从而形成漩涡，主动将海面漂浮垃圾及油膜污染物吸入设备内部，汇入内置垃圾袋中，解决了传统方式被动等待、清理不彻底的问题。

（2）工作原理与技术分析

①自动收集：自动收集功能采用智能负压涡流吸附系统。水泵形成负压，通过文丘里管吸水口产生吸附漩涡，有效收集半径3-5 米内漂浮垃圾及油膜。垃圾经不锈钢滤网分离后存于抗撕拉袋中，过滤海水实时回流。系统可感知垃圾密度并自动调节功率，实现高效节能清理。

②智能监控：内置超声波物位传感器实时精准监测垃圾储量，电压电流传感器持续追踪设备电量。所有数据通过4G/5G 模块上传至云端，并在电量过低或储满时自动向管理员发送预警信息，实现设备状态的全天候远程智能监控。

③远程交互：设备通过4G/5G 模块将状态数据实时传输至管理员手机 APP。可远程监控运行状态，接收满仓及低电量报警，并直接通过APP 控制排水网开关，实现无人化远程操作与管理。

④便捷清理：垃圾袋首尾相连，满载后可通过APP 指令打开底部排水网，垃圾袋凭借浮力自动上浮至水面，工作人员只需轻松打捞即可完成清理与更换。

（3）能源与可持续性设计

产品顶部集成太阳能电池板，能够实现能源自给，延长工作时间，符合绿色低碳理念。材质上选用耐腐蚀复合材料、不锈钢及合成树脂包裹关键部件，确保设备在恶劣海洋环境下的耐用性与使用寿命。

（4）人机交互与CMF 设计

本产品开发了专用的手机端监控 APP，在操作界面中能够清晰显示设备状态、电量及预警信息，操作直观简便。产品外观采用橙黄与黑色搭配，既保证了海面上的高可视性与警示作用，又赋予了产品积极、专业的视觉形象，因此取名为“蔚海橙光”。

三、 技术可行性及市场前景分析

本产品从技术层面看，负压吸水、太阳能供电、物联网通信均为成熟技术，其组合应用方案技术风险低，实施可行性高。根据浴场调研数据测算，单台设备垃圾收纳容量约5565L，可容纳上万个矿泉水瓶。一个大型浴场仅需部署 2-3 台该产品，即可将垃圾清理频率从人工每日作业降低至淡季20 天/次、旺季10 天/次，极大地节省了人力与运维成本。

市场前景方面，随着国内环保政策的收紧和公众环境意识的提升，海滨城市及景区对于高效、智能的环保设备需求旺盛。本产品以其独特的原理、较低的制造成本与运营成本、以及显著的省人效优势，在各类海滨浴场、湖泊、港口、内陆景观水体等场景均具备广阔的应用潜力和市场竞争力。

四、 结论

本设计针对海滨浴场的实际需求，完成了一款基于负压吸附原理的智能化海面垃圾清理产品——“蔚海橙光”的初步设计。该设计有效解决了传统清理方式效率低、成本高、智能化不足的痛点，通过原理创新、智能集成与人性化交互，实现了海面垃圾的自动化、高效化收集与远程化管理。产品不仅具有良好的技术可行性与市场应用前景，更在节能环保、提升浴场管理品质方面展现出重要价值。

参考文献：

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[5] Lebreton L， Andrady A. Future scenarios of global plastic waste generation and disposal[J]. PalgraveCommunications， 2019， 5（1）： 1-11.

作者简介：张雨阳（2005，06-），女，汉族，江苏省南京人，本科，学生，专业：工业设计。姜美（1990.09-），女，汉族，省人，美术学硕士，讲师，研究方向：艺术设计教育。侯俊同（1997.03-），男，汉族，河北省秦皇岛人，艺术设计硕士，助教，研究方向：艺术设计教学。

石兴博（1999.09-），男，汉族，省辽阳人，艺术硕士，助教，研究方向：工业设计。